11 Contoh soal penerapan hukum I termodinamika pada berbagai proses termodinamika (isobarik isotermal isokhorik)
1. Grafik di bawah menunjukan siklus termodinamika yang dialami oleh suatu gas. Usaha yang dilakukan oleh gas pada proses ABCD adalah…
پمباهاسان
شناخته شده است :
فشار ۲ (P1) = ۲ × ۱۰5 Pa
فشار ۲ (P2) = ۲ × ۱۰5 Pa
جلد ۲ (پنجم)1) = ۴ متر3
جلد ۲ (پنجم)2) = ۴ متر3
پرسیده شد : Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABCD
جواب :
Usaha yang dilakukan oleh gas = luas segiempat ABCD.
W = (پ2 - پ1)(وی2 - V1)
W = (4 × 105 - 2 x 105)(3 – 1)
W = (2 × 105) (2)
عرض = ۱۲ × ۱۰5 ژول
Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABCD adalah 4 x 105 ژول.
2. Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABC adalah…
پمباهاسان
شناخته شده است :
فشار ۲ (P1) = ۲ × ۱۰5 Pa
فشار ۲ (P2) = ۲ × ۱۰5 Pa
جلد ۲ (پنجم)1) = ۶ سانتیمتر3 = 20 10 XNUMX-6 m3
جلد ۲ (پنجم)2) = ۶ سانتیمتر3 = 60 10 XNUMX-6 m3
پرسیده شد : Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABC
جواب :
Usaha yang dilakukan oleh gas = luas segitiga ABCD.
W = ½ (P2 - پ1)(وی2 - V1)
W = ½ (6 × 10)5 - 3 x 105)(۲۴ × ۱۰-6 - 20 x 10-6)
W = ½ (3 × 10)5)(۲۴ × ۱۰-6)
W = ½ (120 × 10)-1 ژول)
W = ½ (12 Joule)
W = 6 ژول
Usaha yang dilakukan gas pada proses siklus ABC adalah 6 Joule.
3. Grafik tekanan (P) terhadap volume (V) suatu gas dalam ruang tertutup. Bagian grafik yang menyatakan gas melakukan usaha pada lingkungan adalah…
پمباهاسان
Proses AB dan proses DC merupakan proses isobarik. Proses AD dan proses BC merupakan proses isokhorik.
Gas melakukan usaha pada lingkungan jika gas memuai sehingga volume ruang yang ditempati gas bertambah (proses DC). Lingkungan melakukan usaha pada gas jika gas menyusut sehingga volume ruang yang ditempati gas berkurang (proses BC).
4. Semua gas ideal mengalami proses isokhorik sehingga…
الف) سرعت همه مولکولها یکسان است
ب. در دماهای بالا میانگین سرعت مولکولها بیشتر است
ج. فشار گاز ثابت میماند
د. گاز کار انجام خواهد داد
E. انرژی درونی ندارد
پمباهاسان
ایزوکوریک = حجم ثابت.
جواب صحیح B است.
5. Sejumlah gas ideal dimampatkan melalui proses termodinamika dari keadaan 1 ke keadaan 2 seperti diperlihatkan pada grafik P-V berikut. Usaha yang dilakukan oleh gas tersebut adalah…
A. -180 J
B. -90 J
C. -30 J
دی. ۴۰۰ جی
ه. 90 ژول
پمباهاسان
۱ لیتر = ۰.۰۰۱ متر مکعب3
شناخته شده است :
فشار ۲ (P1) = 10 کیلو پاسکال = 10.000 پاسکال = 10.000 نیوتن بر متر2
فشار ۲ (P2) = 20 کیلو پاسکال = 20.000 پاسکال = 20.000 نیوتن بر متر2
جلد ۲ (پنجم)1) = 4 liter = 4 (0,001 m3) = ۴ متر3
جلد ۲ (پنجم)2) = 10 liter = 10 (0,001 متر3) = ۴ متر3
پرسیده شد : Usaha (W) yang dilakukan oleh gas
جواب:
W = P (V2 - V1) + 1/2 (پ2 - پ1)(وی2 - V1)
W = 10.000 (0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000)(0,010-0,004)
W = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000) (0,006)
W = 10 (6) + 1/2 (10) (6)
W = 60 + 1/2 (60)
W = ۲ + ۸
W = 90 ژول
پاسخ صحیح E است.
6. Perhatikan diagram P-V di samping!
Usaha yang dihasilkan pada proses termodinamika tersebut dalam satu siklus adalah…
الف. ۶۳۰ کیلوژول
ب. ۸۱۹ کیلوژول
ج. ۱۰۷۱ کیلوژول
د. ۳۲۷۶ کیلوژول
ه. ۶۰ کیلوژول
پمباهاسان
شناخته شده است :
فشار ۲ (P1) = ۲ × ۱۰5 پاسکال = ۲ × ۱۰5 N / m2
فشار ۲ (P2) = ۲ × ۱۰5 پاسکال = ۲ × ۱۰5 N / m2
جلد ۲ (پنجم)1) = ۴ متر3
جلد ۲ (پنجم)2) = ۴ متر3
پرسیده شد : Usaha (W) yang dihasilkan.
جواب :
Usaha yang dihasilkan = luas segiempat abcd.
W = (پ2 - پ1)(وی2 - V1)
W = (3 × 105 - 1 x 105)(4 – 2)
W = (2 × 105) (2)
عرض = ۱۲ × ۱۰5 ژول
W = 400.000 ژول
W = 400 kilo Joule
جواب صحیح D است.
7. Suatu gas ideal mengalami proses seperti yang ditunjukkan oleh diagram P-V di samping. Usaha yang dilakukan dalam proses tersebut adalah…
الف. 35 جی
ب. ۱۰۰ ژول
سی. ۲۰۰ ژول
دی. ۴۰۰ جی
ه. 6 ژول
پمباهاسان
شناخته شده است :
فشار ۲ (P1) = 1 نیوتن بر متر مربع2
فشار ۲ (P2) = 7 نیوتن بر متر مربع2
جلد ۲ (پنجم)1) = ۴ متر3
جلد ۲ (پنجم)2) = ۴ متر3
پرسیده شد: Usaha (W) yang dilakukan.
جواب:
Usaha yang dilakukan = luas segitiga ABC.
W = ½ (P2 - پ1)(وی2 - V1)
W = ½ (7-1)(5-1)
W = ½ (6)(4)
W = ½ (24)
W = 12 ژول
جواب صحیح D است.
8. 0,02 mol gas monoatomik bersuhu 350 K berada di dalam sebuah wadah tertutup. Berapa kalor yang diperlukan agar suhu gas meningkat menjadi 400 K ? Konstanta gas universal, R = 8,31 J mol-1 K-1.
الف. ۲۵۰ ژول
ب. ۸ ژول
ج. ۱۶ ژول
دی. ۴۸ ژول
E. 17 ژول
بحث:
شناخته شده است :
n = 0,02 mol
T1 = 350 K
T2 = 400 K
R = 8,31 J/mol K
پرسیده شد :
Kalor (Q) ?
جواب :
Pada proses isokorik (volume tetap), Q = delta U
Keterangan : Q = kalor, delta U = perubahan energi dalam, U = energi dalam
9. Dua mol gas monoatomik pada suhu 20 oC dan tekanan 2 × 105 Pa mengalami proses isokhorik hingga tekanannya menjadi 4 × 105 Pa. Bila konstanta gas universal = 8,31 J/mol K, maka perubahan energi dalam gas adalah…
الف. 7304 جی
ب. ۱۰۰ ژول
سی. ۲۰۰ ژول
دی. ۴۰۰ جی
ه. 1208 ژول
بحث:
شناخته شده است :
n = 2 mol
T1 = 20 + 273 = 293 K
P1 = 2 10 XNUMX5 Pa
P2 = 4 10 XNUMX5 Pa
R = 8,31 J/mol K
پرسیده شد :
Perubahan energi dalam (delta U) ?
جواب :
delta U = 3/2 nR(T2-T1)
تعداد T2 terlebih dahulu menggunakan rumus hukum Gay-Lussac (volume tetap)
10. Bagian grafik tekanan (P) – volume (V) yang menunjukkan gas memperoleh usaha luar adalah …
A. AB
B. CD
C. BC
D. DA
E. AC
پمباهاسان :
Jika gas melakukan usaha maka volume gas bertambah. Sebaliknya jika gas memperoleh usaha dari luar maka volume gas berkurang. Proses pada grafik di atas yang menunjukan volume gas berkurang adalah proses CD.
Jadi jawaban yang benar adalah B.
11. Grafik-grafik di bawah menunjukan hubungan antara tekanan (P) dan volume (V) gas yang mengalami suatu proses.
Proses yang menghasilkan usaha terbesar ditunjukkan pada grafik nomor …
الف. (1)
ب. (2)
ج. (3)
د. (4)
پمباهاسان :
Usaha yang dilakukan = besar luasan. Semakin besar luasan, semakin besar usaha yang dilakukan. Luasan terbesar ditunjukkan oleh grafik 3.
جواب صحیح C است.
